电工基础(高教版)：基尔霍夫电压定律

任务三 基尔霍夫电压定律 电阻器 电容器 线圈 电池 晶体管 集成电路 一 温故知新 如图简单闭合电路 求闭合电路的电流I及各电阻两端的电压 解 bc I R1 2 5 10V ca I R2 2 1 2V而 ab E 12V 2 思考 沿着回路abca的方向绕一周所有电压Uab Ubc Uca有何关系 电压与电流的参考方向是一致 Uab Ubc Uca 0 为什么 2 用爬山的高度做比喻 说明上题回路电位的升降的情况 Va Vb Vb Vc Vc Va 0 讨论推导 Uab Ubc Uca 电压就电位差 0 3 思考 对复杂电路任一回路从一点出发绕回路一周回到该点时 各段电压的代数和会有相同规律 即Uac Uce Uea 0 实践是检验真理的唯一标准 3 EWB仿真实验 Uac Uce Uea 0 电压表的连接 1 内容 从一点出发绕回路一周回到该点时 各段电压的代数和等于零 数学表达式为 U 0 沿回路绕行方向一周 所有元件的电压 电压的正负符号 此式又称回路电压方程 补充 1 电流流向的确定 2 当回路中存在两个电源时 1 如果两个电源电动势方向相同 则电流的方向与电动势的方向相同 2 如果两个电源的电动势方向相反 则电流的方向与电动势大的方向相同 1 当回路中存在一个电源时 电流的方向与电源电动势方向相同 2 回路的绕行方向任意选定 E3 E1 I1R1 E2 I2R2 I3R3 0 Uab E3 Ubc E1 I1R1 Ucd E2 I2R2 Uda I3R3 例1 如图复杂电路列出回路电压方程 绕行方向 电源极性 沿着回路abcdea绕行方向 参考方向 解 由基尔霍夫电压定律得 分析 E3 E1 I1R1 E2 I2R2 I3R3 0 注意 1 上式把电源电动势看成是一个有正负极的电压元件注意各电压正负符号的确定 2 绕行方向可选择 但已经选定后不能中途改变 4 基尔霍夫电压定律可推广用于不闭合的假想回路 3 回路电压方程是按电压参考方向列写 与电压实际方向无关 应用 U 0 例2 Uab E1 I1R1 E2 I2R2 I3R3 0 4 基尔霍夫电压定律的推广应用 只要将不闭合两端点间电压列入回路电压方程即可 如图 列出回路电压方程 不闭合的假想回路 假定ab两点有电压 任意标出未知电流 或电压 的参考方向 确定各元件电压的正负符号 4 根据 U 0列回路电压方程 2 利用 U 0列回路电压方程时步骤 选择回路绕行方向 练习1 如图所示一个单回路 已知E1 10V E2 36V R1 R2 5 R3 3 试应用基尔霍夫电压定律列出回路电压方程 并求流过R2的电流 练习2 如图所示电路 列出各网孔1 网孔2的回路电压方程 4 小结 1 基尔霍夫电压定律和表达式 2 利用 U 0列回路电压方程时的步骤 2 基尔霍夫电压定律的推广应用 对图 a 所示电路 各支路的元件是任意的 可列出 U UAB UA UB 0或UAB UA UB对图 b 的电路 可列出 U E IR0列电路的电压与电流关系方程时 不论是应用基尔霍夫定律或欧姆定律 首先都要在电路图标出电流 电压或电动势的正方向 例2 在图所示电路中 已知U1 10V E1 4V E2 2V R1 4 R2 2 R3 5 1 2两点间处于开路状态 试计算开路电压U2 解 对